Εκχύλιση βήτα-γλυκανών από μανιτάρια χρησιμοποιώντας υπερήχους

Η εξαγωγή βήτα-γλυκανών από μανιτάρια για εργαστηριακές δοκιμές ή σκοπούς παραγωγής περιλαμβάνει συνδυασμό τεμαχισμού, άλεσης ή σύνθλιψης των μανιταριών, υπερηχητικά υποβοηθούμενης εκχύλισης και καθίζησης βήτα-γλυκανών. Ακολουθεί ένα απλοποιημένο περίγραμμα της διαδικασίας εκχύλισης β-γλυκάνης, μαζί με παραδείγματα όγκων και βαρών για ένα πείραμα εργαστηριακής κλίμακας. Λάβετε υπόψη ότι οι ειδικές συνθήκες και μετρήσεις ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του μανιταριού και την απαιτούμενη καθαρότητα β-γλυκάνης.

Υλικά και εξοπλισμός

• Μανιτάρια (π.χ. 100g ψιλοκομμένα ή κομμένα σε φέτες μανιτάρια)
• Ψυχρό απεσταγμένο νερό (π.χ. 500mL)
• Μπλέντερ ή μύλος
• Γυάλινα ποτήρια ζέσεως ή φιάλες
• Διηθητικό χαρτί ή ρύθμιση φιλτραρίσματος κενού
• Φυγόκεντρος (προαιρετικός)
• Αλκοόλη (π.χ. αιθανόλη) για καθίζηση
• Ψυγείο
• Πυριατήριο

Πρωτόκολλο εκχύλισης β-γλυκάνης

1. Τρίψτε ή συνθλίψτε τα μανιτάρια (π.χ. Chaga ή Lion’ Mane μανιτάρι) σε χονδροειδή σωματίδια περίπου 1 έως 3 χιλιοστών. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε 100g αποξηραμένων σωματιδίων μανιταριών.
2. Στη συνέχεια, προσθέστε τα σωματίδια μανιταριών σε γυάλινο ποτήρι ζέσεως ή φιάλη.
3. Στη συνέχεια, προσθέστε 500mL απεσταγμένου νερού στο ποτήρι ζέσεως που περιέχει τα σωματίδια μανιταριών που πρόκειται να εξαχθούν. Η αναλογία νερού προς μανιτάρια μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τον συγκεκριμένο τύπο μανιταριού και το μέγεθος σωματιδίων.
4. Αφού ανακατέψετε τον πολτό, υπερήχων το μείγμα χρησιμοποιώντας έναν ομογενοποιητή εργαστηρίου υπερήχων (π.χ. UP400St με sonotrode 22mm σε πλάτος 100% ή UP200Ht με sonotrode 14mm σε πλάτος 100%) και διατηρήστε θερμοκρασία κάτω από 90 ° C. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες βοηθούν στη διατήρηση των ευαίσθητων στη θερμότητα ενώσεων, όπως οι β-γλυκάνες κατά την εκχύλιση. Υπερήχηση για περίπου 5 έως 10 λεπτά όταν χρησιμοποιείτε το UP400St και για 10 έως λεπτά όταν χρησιμοποιείτε το UP200Ht, αντίστοιχα. Λάβετε υπόψη ότι η θερμοκρασία και ο χρόνος εκχύλισης μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με την ισχύ υπερήχων που χρησιμοποιείται. Φυσικά, μεγαλύτεροι όγκοι θα απαιτήσουν μεγαλύτερους χρόνους υπερήχων.
5. Διηθείται το μείγμα με υπερήχους μέσω διηθητικού χαρτιού ή χρησιμοποιείται διάταξη διήθησης κενού για να διαχωριστεί το υγρό (που περιέχει τις εκχυλισμένες β-γλυκάνες) από το στερεό υπόλειμμα μανιταριών.
6. Στη συνέχεια, καταβυθίστε τις β-γλυκάνες από το υγρό προσθέτοντας αλκοόλη (π.χ. αιθανόλη). Συνήθως, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε 2-3 όγκους αλκοόλ για βροχοπτώσεις.
7. Στη συνέχεια, αποθηκεύστε το μείγμα σε ψυγείο για αρκετές ώρες για να επιτρέψετε στις β-γλυκάνες να καθιζήσουν.
8. Μετά την καθίζηση, μπορείτε να μεταγγίσετε προσεκτικά το υγρό και να συλλέξετε το ίζημα βήτα-γλυκάνης.
9. Τέλος, στεγνώστε τις β-γλυκάνες σε φούρνο σε χαμηλή θερμοκρασία (π.χ. 40-50°C) μέχρι να αφαιρεθεί όλη η αλκοόλη και να αποκτήσετε ξηρή σκόνη.

Τα μανιτάρια παρουσιάζουν παραλλαγές στα χαρακτηριστικά τους. Ως εκ τούτου, η διαδικασία εκχύλισης β-γλυκάνης μπορεί να διαφέρει ανάλογα με παράγοντες όπως τα συγκεκριμένα είδη μανιταριών, η κατάσταση των μανιταριών (αποξηραμένα ή φρέσκα), το μέγεθος των σωματιδίων και η θερμοκρασία εκχύλισης. Για να βελτιστοποιήσετε τη διαδικασία εκχύλισης, εξετάστε το ενδεχόμενο να πειραματιστείτε με διαφορετικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της μεταβολής των αναλογιών στερεού προς υγρό, της ρύθμισης των θερμοκρασιών, της εξερεύνησης διαφόρων διαλυτών και της δοκιμής διαφορετικών διαρκειών υπερήχων και ρυθμίσεων πλάτους.

Υπερήχων υποβοηθούμενη ενζυματική εκχύλιση της βήτα-γλυκάνης

Υπερήχων υποβοηθούμενη ενζυματική εκχύλιση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για την εξαγωγή βήτα-γλυκάνες από μανιτάρια χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό ενζύμων και υπερήχων κύματα. Αυτή η διαδικασία ενισχύει την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης διασπώντας τα κυτταρικά τοιχώματα των μανιταριών και διευκολύνοντας την απελευθέρωση β-γλυκανών.

Κλιμάκωση της εκχύλισης β-γλυκάνης από μανιτάρια

Μόλις δημιουργήσετε ένα πρωτόκολλο εκχύλισης βήτα-γλυκάνης που ικανοποιεί τις απαιτήσεις σας, η κλιμάκωση της διαδικασίας εκχύλισης μπορεί να είναι μια απλή προσπάθεια.

Κλιμάκωση εκχύλισης παρτίδας

Εάν σκοπεύετε να κλιμακώσετε χρησιμοποιώντας μια μέθοδο εκχύλισης παρτίδας, συνιστούμε να αυξήσετε τον όγκο παρτίδας διατηρώντας παράλληλα σταθερές τις αναλογίες στερεού προς υγρό και όλες τις άλλες παραμέτρους. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε τον ίδιο ομογενοποιητή υπερήχων, φροντίστε να αυξήσετε αναλογικά το χρόνο υπερήχων. Για παρτίδες που υπερβαίνουν το 1 λίτρο, ίσως θελήσετε να εξετάσετε το ενδεχόμενο ενσωμάτωσης ενός αργού αναδευτήρα για τη διατήρηση του εναιωρήματος σωματιδίων και τη βελτίωση της ομοιομορφίας εκχύλισης. Η παρακάτω εικόνα δείχνει μια ρύθμιση εκχύλισης παρτίδας 8 λίτρων χρησιμοποιώντας έναν ομογενοποιητή υπερήχων UP400St σε συνδυασμό με έναν εργαστηριακό αναδευτήρα.

Ενσωματωμένη εκχύλιση μανιταριών

Για όσους ενδιαφέρονται για τη συνεχή εξαγωγή μεγαλύτερων ποσοτήτων βήτα-γλυκανών από μανιτάρια, Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει αντιδραστήρες κυττάρων ροής σχεδιασμένους για εκχύλιση βοτανικού υλικού. Εάν αυτό ισχύει για εσάς, σας ενθαρρύνουμε να επικοινωνήσετε απευθείας μαζί μας για περισσότερες πληροφορίες. Η τεχνική μας ομάδα θα χαρεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε την καταλληλότερη ρύθμιση για τις συγκεκριμένες ανάγκες σας. Ωστόσο, η διεξαγωγή του πειράματος εργαστηριακής κλίμακας που αναφέρθηκε προηγουμένως με το συγκεκριμένο είδος μανιταριού σας μπορεί να είναι ανεκτίμητη για την κατανόηση των ακριβών απαιτήσεων της διαδικασίας. Η παρακάτω εικόνα δείχνει έναν μεγάλο αντιδραστήρα κυψελών ροής με έναν ομογενοποιητή υπερήχων UIP4000hdT για την εξαγωγή βήτα-γλυκανών σε περίπου 50 έως 200 λίτρα πολτού μανιταριών-διαλυτών ανά ώρα.

Εμπειρική συγκέντρωση βήτα-γλυκάνης ειδών μανιταριών

Παρακάτω, θα βρείτε μια λίστα εμπειρικής συγκέντρωσης βήτα-γλυκάνης που εξήχθη από διάφορα είδη μανιταριών.

Είδη μανιταριών	Ολική 1,3-1,6-β-D-γλυκάνη (g/100g ξηρής μάζας)
Boletus pinophilus	9,8%
Suillus granulatus	13,3%
Craterellus cornucopioides	4,5%
Suillus variegatus	13,7%
Hydnum repandum	4,1%
Gyroporus cyanescens	14,3%
Tricholomopsis rutilans	10,2%
Agaricus bisporus (πορτομπέλο)	4%
Agaricus bisporus (κρεμίνι)	4%
Auricularia auricular-judae	16,8%

Περιεκτικότητα σε 1,3-1,6-β-D-γλυκάνη στα αναλυθέντα άγρια και καλλιεργούμενα μανιτάρια, Πηγή:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Ποσοτική εκτίμηση της περιεκτικότητας σε 1,3-1,6-β-D-γλυκάνη σε άγρια αναπτυσσόμενα είδη βρώσιμων πολωνικών μανιταριών. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.